西门子6ES7222-1BD22-0XA0规格说明
1引言
____可编程控制器PLC外部接线简单方便，它的控制主要是程序的设计，编制梯形图是常用的编程方式，使用中一般有经验设计法，逻辑设计法，继电器控制电路移植法和顺序控制设计法，其中顺序控制设计法也叫功能表图设计法，功能表图是一种用来描述控制系统的控制过程功能、特性的图形，它主要是由步、转换、转换条件、箭头线和动作组成。这是一种先进的设计方法，对于复杂系统，可以节约60%~90%的设计时间.我国1986年颁布了功能表图的国家标准(GB6988.6-86)。有了功能表图后，可以用四种方式编制梯形图，它们分别是:起保停编程方式、步进梯形指令编程方式、移位寄存器编程方式和置位复位编程方式。本文以三菱公司F1系列PLC为例，说明实现顺序控制的四种编程方式。
____例如:某PLC控制的回转工作台控制钻孔的过程是:当回转工作台不转且钻头回转时，若传感器X400检测到工件到位，钻头向下工进Y430当钻到一定深度钻头套筒压到下接近开关X401时，计时器T450计时，4s后快退Y431到上接近开关X402，就回到了原位。功能表图见图1:
图1????功能表图
2 使用起保停电路的编程方式
____起保停电路仅仅使用与触点和线圈有关的指令，无需编程元件做中间环节，各种型号PLC的指令系统都有相关指令，加上该电路利用自保持，从而具有记忆功能，且与传统继电器控制电路基本相类似，得到了广泛的应用。这种编程方法通用性强，编程容易掌握，一般在原继电器控制系统的PLC改造过程中应用较多。如图2为使用起保停电路编程方式编制的与图1顺序功能图所对应的梯形图，图2中只有常开触点、常闭触点及输出线圈组成。
图2????起保停电路实现顺序控制
3 使用步进梯形指令的编程方式
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____步进梯形指令是专门为顺序控制设计提供的指令，它的步只能用状态寄存器S来表示，状态寄存器有断电保持功能，在编制顺序控制程序时应与步进指令一起使用，状态寄存器必须用置位指令SET置位，这样才具有控制功能，状态寄存器S才能提供STL触点，否则状态寄存器S与一般的中间继电器M相同。在步进梯形图中不同的步进段允许有双重输出，即允许有重号的负载输出，在步进触点结束时要用RET指令使后面的程序返回原母线。把图1中的0-3用状态寄存器S600-S603代替，代替以后使用步进梯形指令编程，对应的梯形图如图3所示。这种编程方法很容易被初学者接受和掌握，对于有经验的工程师，也会提高设计效率，程序的调试、修改和阅读也很容易，使用方便，程序也较短，在顺序控制设计中应优先考虑，该法在工业自动化控制中应用较多。
图3____步进指令实现顺序控制
4使用移位寄存器的编程方式
____从功能表图可以看出，在0-3各步中只有一个步在某时刻接通而其他步都在断开，把各步用中间继电器M200-M203代替，就很容易用移位寄存器实现控制。图4为用移位寄存器编程时的梯形图，采用移位寄存器M200-M217的前四位M200-M203代表4个步，组成1个环形移位寄存器。用移位寄存器主要是对数据、移位、复位3个输入信号的处理。该方法设计的梯形图看起来简洁，所用指令也较少，但对较复杂控制系统设计就不方便，使用过程中在线修改能力差，在工业控制中使用较少，大多数应用在彩灯顺序控制电路中。
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图4????移位寄存器实现顺序控制
5 使用置位复位指令的编程方式
____如图5为使用置位复位编程方式编制的与图1顺序功能图所对应的梯形图。在以置位复位指令的编程方式中，用某一转换所有前级步对应的辅助继电器的常开触点与转换对应的触点或电路串联，作为使所有后续步对应的辅助继电器置位和使所有前级步对应的辅助继电器复位的条件。对简单顺序控制系统也可直接对输出继电器置位或复位。该方法顺序转换关系明确，编程易理解，一般多用于自动控制系统中手动控制程序的编程。
图5????置位复位指令实现顺序控制
____以上四种顺序控制编程方式各有特点，可以根据实际情况选择一种来编制梯形图，它们的一般比较见附表。教学实践表明这些编程方式很容易被初学者接受和掌握，用它们可以得心应手地设计出任意复杂的顺序控制程序。
6结束语
____采用功能表图的四种方式来编制梯形图，可适应于不同场合，供工程技术人员视工艺要求决定。它是一种先进的设计方法，对于复杂系统，能节省(60~90)%的时间。
引言机械式停车设备行业在我国是近十几年来发展起来的新兴行业。随着我国人民生活的不断提高和汽车工业的高速发展，机械式停车设备以其独有的优越性，近几年得到了广泛的应用。智能电梯式机械停车设备是自动化程度较高的机械式停车设备，为了能在提高空间利用率的又保证较高的存取车效率，对停车设备的设计、制造、安
1 引言
机械式停车设备行业在我国是近十几年来发展起来的新兴行业。随着我国人民生活的不断提高和汽车工业的高速发展，机械式停车设备以其独有的优越性，近几年得到了广泛的应用。智能电梯式机械停车设备是自动化程度较高的机械式停车设备，为了能在提高空间利用率的又保证较高的存取车效率，对停车设备的设计、制造、安装都要求有更高的标准，电气控制系统也更具难度。本文介绍了我单位改造的上海国际金陵大厦智能化电梯式机械停车设备电气控制系统的设计。
2 总体方案设计
智能化电梯式机械停车设备采用目前国内先进的智能控制系统，司机只要将车开到旋转升降台上，控制系统便自动安全地将其输送到指定的空车位，完成整个停车过程。采用电梯式停车设备，无论从高度、技术水平还是整个建设规模，是创造更多空间的佳选择。上海国际金陵大厦的电梯式机械停车设备的停车层采用钢结构，分布在电梯行走的中央通道的两侧，每层停车层由左右各2个停车位组成，每个车位上均设置有停车定位架。升降机的总提升高度达42米。电梯式立体车库平面总图如图1所示。
2.2主要技术性能指标设计
（1）停车标准尺寸（L×W×H）：5050mm×1850mm×1550mm。
（2）停车数量：46。
（3）停车重量：1700Kg。
（4）升降电机功率：22kW速度：120m/min。横移电机功率：2.2?kW速度：20m/min。转台电机功率：1.5kW速度：4r/min。
（5）控制方式：PLC控制。
（6）操作方式：IC卡、触摸屏、按钮箱。
（6）存取时间：平均85s。
2.3设备特点分析
（1）占地少，容车量大，高层设计高能够达到平均一辆车仅占一平方米的空间。
（2）安全性好，采用多重安全保护装置确保设备运行安全。
（3）车辆存取速度快、效率高，车辆存取长时间≤120秒。
（4）采用变频调速技术，智能化程度高，可预约存取车、上下班高峰存取车和空车位导
向。
（5）存取车辆均向前开，无需倒车。
（6）计费、监控、检测全智能化，管理人员少。
3 控制系统工作原理
这套全自动化系统的技术核心设备是升降机和铲车，司机存取车时，操作员不必具备技能，只需将车开到进出口层的旋转工作台上，控制系统将自动发出指令，旋转工作台自动旋转到升降机位置，升降机上升至要停放的楼层，升降机上的铲车把车辆送到规定的停车位置，完成存车动作。取车过程则由于在车库的进出口室设置了一部自动转盘，使司机取车时不用倒车出库。整个停车库系统还配有停车收费管理系统，停车监控系统，停车报表打印系统等。控制系统总体方案图如图2所示。
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4 控制系统硬件设计
控制器采用三菱AnS系列的PLC，它是专为顺序控制和数学运算而开发的控制器。AnS系列的PLC提供多种网络系统组合和特殊功能组件，使其更完美地适用于过程控制、定位控制和其它各种类型的控制。本系统中下位机PLC模块和各部件的功能：底板（A1S38B）、电源模块（A1S61PN）、控制单元（A2USH-CPU-S1）、输入模块：A1SX42（传感器和按钮输入信号）、输出模块（A1SY10—控制输出的信号）、网络通信模块（A1SJ71AP21—进行网络通信）、高速计数模块（A1SD62—编码器读数计数）、模拟量输入模块（A1S64AD—变频反馈信号）、模拟量输出模块（A1S62DA—变频输出信号）、串口通讯组件（A1SJ71UC24-R2—触摸屏连接的通讯接口）；上位机PLC模块和功能：底板（A1S38B）、电源模块（A1S61PN）、控制单元（A2USH-CPU-S1）、输入模块（A1SX42-传感器和按钮输入信号）、输出模块（A1SY10—控制输出的信号）、网络模块（A1SJ71AP21—进行网络通信）、通讯组件（A1SJ71UC24-R2—操作界面连接的通讯接口）、通讯组件（A1SJ71UC24-R2—打印机连接的通讯接口）。
根据实际应用情况，现场传感器网络设计包括16路传感器输入点信号连接到4个TM-4NC输入单元，通过长距离通讯线连接到TM-S16通讯单元，连接到PLC的输入模块，注意配置正确的通讯单元参数。升降电机的变频器采用富士公司的矢量变频器FVRVG5S-2A-37?kW，铲车变频器采用三菱公司的FR-A520-5.5kW。
5 控制系统软件设计
软件部分的中心任务是上位PLC操作程序和下位PLC操作程序设计。上位PLC操作程序包括：操作显示数据程序、存取报表打印程序、数据维护程序。下位操作程序包括：自动存车操作子程序（P101）、自动取车操作子程序（P102）、自动存入空板子程序（P105）、自动取出空板子程序（P106）、维修手柄操作程序、手动操作存取程序、触摸屏操作程序。软件流程图如图3所示。
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存取车程序操作设计了自动、手动、检修、只存、只取操作方式。“只存”操作方式应用在上班高峰时，此时主要是存入车辆；“只取”操作方式应用在下班高峰时，此时主要是取出车辆。上位机的应用软件对系统的报警和实时工作状态进行处理分析使操作管理人员充分了解停车场车位的可用数量、具体位置及用户分类等，使操作管理人员合理调度，合理科学地对车场进行管理。
6 控制系统关键技术说明
6.1升降机定位设计
升降机采用高速变频矢量控制。采用编码器（1200P/R）和定位地址芯片技术，应用输入中断处理，并根据不同的存取层调用不同的速度曲线数据，每层的定位精度可达到±5mm，平均存取车辆时间为98秒。低速定位时矢量变频的速度为50Hz～10Hz，矢量变频高速运行时的速度为700Hz，加减速时变频输出速度按PLC数据运算表输出，保证加减速平稳。升降机矢量变频控制如图4所示。
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矢量变频控制符号说明：
FWD——PLC输出控制的变频正转指令（升降机上升）；
REV——PLC输出控制的变频反转指令（升降机下降）；
X1——PLC输出控制的变频预激磁指令；
X2——PLC输出控制的变频停止指令；
X3——PLC输出控制的负载补偿偏置（+）指令；
X4——PLC输出控制的负载补偿偏置（-）指令；
RYA——变频器运行有速度时，输出信号到PLC；
30B——变频器运行错误时，输出报警信号到PLC；
I2、I1——PLC特殊功能模块A1S62DA输出模拟信号（0～10V）控制矢量变频速度；
A0、N——变频负荷反馈信号（0～10V）输入到PLC特殊功能模块A1S64AD。
6.2高速计数模块应用设计
选用高速计数特殊功能模块A1SD62。当接通电源或PLC复位时，初始值被写入缓存中，它有2个通道的高速计数，A1SD62共使用32点输入和32点输出信号，比如系统使用X20-X3F、Y20-Y3F，那么Y34是CH1计数允许命令，Y3B是CH2计数允许命令。CH1?的采样计数值缓存地址是4、5，CH2?的采样计数值缓存地址是36、37。两个通道高速计数的程序如图5所示。
图5 高速计数程序
6.3数字-模拟变换模块应用设计
选用D/A特殊功能模块A1S62DA。它有2个通道的D/A转换，并设定数值的分辨率为1/4000，当数值为4000时，对应的模拟输入值为10V，数值为2000时，对应的模拟输入值为5V；数值为0时，对应的模拟输入值为0V。A1S62DA共使用32点输入和32点输出信号，比如系统使用X0-X1F、Y00-Y1F，那么X1是D/A变换器准备好标志，X2是出错标志，Y10是CH1?D/A变换值输出允许标志，Y11是CH2?D/A变换值输出允许标志，Y18是D/A模块出错复位标志，比如两个通道模拟量输出的程序如图6所示。[NextPage]
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图6 模拟量输出程序
6.4上位机和下位机通讯网络设计
上位机和下位机的通讯通过网络通讯模块A1SJ71AP21连接。需要在软件中设置网络参数。选择MelsecNet网络，上位机设置网络类型是MNET?II-主站点，起始I/O号为0120总站数为1。进行网络范围分配，设置主站的发信范围为W0000～W01FF，从站的发信范围为W0200～W03FF。下位机设置网络类型是MNET?II-本地站点，起始I/O号为0120。
7 结束语
通过调试运行，整个停车设备的结构紧凑、设计合理、运行良好，充分发挥了AnS系列PLC控制器的高可靠性、强功能性等特点，特别是AnS系列PLC的特殊功能模块在停车设备中的应用具有推广价值，对同行业的机械式智能化电梯式停车设备的设计具有借鉴意义。这种类型的停车设备，不仅在有效节约地域空间基础上科学解决了停车占地难题，还提升主体建筑的价值。高智能化、自动化程度高、绿色环保等特征在行业中都有较的优势，特别使用于城市立体车库的建造。